Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Popisy projektů, stavební postupy, konstrukce zařízení, návrh antén, přijímačů, recenze, testy.
Uživatelský avatar
Mesuge
Příspěvky: 171
Registrován: 31. 01. 2004, 05:48

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #16 od Mesuge » 23. 12. 2007, 17:29

Zopakuji shrnuti:

- C(h)erenkov, protoze se to v literature zahranicni a nasi objevuje tak i tak, nemci to obcas pisou jeste upne jinak.. Jestli vas to prudi muzu to psat jen jako jednu varinatu ceskou

- jednoduchou dratovou komoru lze zbastlit na kolene uplne v klidu, problem je ze v tom, ze je to jiz mnohem narocnejsi pokud je cilem, aby to fungovalo kontinualne (vymena plynu, lepsi utesneni, atd.)

- termo cibulak/normalni termoska/termo konvice - ano jak jiz uvedeno zamerem je z toho mit nejdrive jeden ci dvou/troj detektor. Pak pripadne v dalsim kroku postavit mensi array..

- scintilator pokud mas na mysli, to opticke "padlo" co se nejcasteji objevuje na skolach se obavam je ta nejpracnejsi a nejdrazsi varianta. Carovat se s tim sice da, viz, SLAC detekece/distribuce podle uhlu dopadu atd., ale to je cenove psycho..

Na druhou stranu jich je vyrobeno nejvice, takze treba ted jich je par ojetych na ebay velice levne..

- GM -> projdi si to jeste jednou, jde o to jake GM trubky a detektory!, na ty bezne pristroje opravdu nic jineho nez pozadi (v Evrope a kor u nas relativne zvysene) nechytnes. Je pravda, ze ze vsech zminenych metod je to ta nejslabsi, pokud se bavime o komercnich GM trubkach, velke si doma delat cenu nema a vyvoj PMT sel dopredu tak silne, ze uz asi pro tyto ucely nemaji cenu..

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #17 od Miloš Hroch » 26. 04. 2011, 23:19

Měl bych dotaz na místní znalce v oboru optiky. Vzhledem k tomu, že můj dotaz trochu souvisí s tímto tématem, tak jsem nezakládal nové vlákno.

Momentálně se pokouším z prvočinitelů sestavit detektor gama kvant se scintilačním krystalem (trigermaničitan tetrabizmutitý
Bi4Ge3O12 - BGO) a fotonásobičem (PMT). Mám trochu problém s tím, čím nejlépe spojit scintilační krystal s PMT. První co mě napadlo byl samozřejmě kanadský balzám, jenže jsem si v zápětí uvědomil, že emisní maximum krystalu BGO leží v modrozelené oblasti (480 nm) a kanadský balzám je nažloutlý, takže by na modrém konci spektra docházelo ke zcela zbytečné absorpci.

Index lomu BGO krystalu je 2.15, index lomu borosilikátového skla, na které to přijde je 1.51

Zkoušel jsem něco pohledat na webu a našel např. toto:
http://www.acc-silicones.cz/products/encapsulants/opticallyclearsiliconeencapsulants.ashx

http://www.elchemco.cz/krystalove-cire-a-pruhledne-zalevaci-hmoty-pro-zalevani-led-diod-optiku-vyrobu-sperku-dekoraci-zalevani-preparatu/pu3663/

http://www.elchemco.cz/rubriky/krystalove-cire-a-pruhledne-zalevaci-hmoty-pro-zalevani-led-diod-optiku-vyrobu-sperku-dekoraci-zalevani-preparatu/

http://www.gme.cz/cz/s-ek142-p749-075.html

Jak je patrné z posledního odkazu, trochu problém je i velikost balení a z toho vyplývající cena. Nepotřebuji toho kilo, ale slabou vrstvu na plochu o průměru max. 30 mm. Takže jsem se např. setkal i s nápadem, použít vteřinové lepidlo, i když k tomu nemám primárně příliš důvěru. Poslední co mě napadlo, vyžebrat od našich histologů trochu čiré zalévací hmoty na preparáty. Měl by někdo ze znalých problematiky lepší nápad? Pokud by existovalo něco, co lze bez použití hrubé síly zase rozpustit / odstranit a prvky opět oddělit, byl by to příjemný bonus.

Předem díky za nápady
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
JirkaB
Příspěvky: 91
Registrován: 21. 11. 2003, 07:12

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #18 od JirkaB » 27. 04. 2011, 00:21

Když sem dělal na nukleárce, tak se scintilační krystaly na fotonásobič nikdy nelepily. Jednalo se o mechanické spojení a mezi fotonásobič a krystal se dávala vrstva speciální silikonové vazelíny.
Nejde o běžnou vazelínu, ale optický speciál přímo pro spojení krystalu s fotonásobičem. Konzistence je celkem řídký gel naprosto čirý. Index lomu nevím, ale je to určené přímo pro toto použití.
Na plochy se nesmí používat žádná ředidla nebo benzín, ale vždy pouze isopropyl.

Samostatně se to asi běžně koupit nedá. Pokud máš ale poblíž nějakou větší nemocnici, tak by neměl být problém. Zašel bych na místní odd. nukleární medicíny a poprosil jejich fyzika. Určitě by Ti trochu toho gelu věnoval a ještě přidal nějaké zkušenosti kolem scintilačních krystalů a fotonásobičů.

Za zkoušku by to určitě stálo.  Jirka

Uživatelský avatar
BlackHole
Příspěvky: 184
Registrován: 13. 11. 2006, 23:40

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #19 od BlackHole » 27. 04. 2011, 18:00

Pokud by to nevyšlo, mohu poskytnout něco, čemu se říká optical coupling compound - je to v podstatě ta vazelína, o které píše JirkaB. Kdysi jsem ji dostal se dvěma plastovými scintilátory (vypadá to trochu jako modré plexisklo, ještě bych někde dohledal, co to je přesně za materiál), ale nechodilo to nijak závratně.

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #20 od Miloš Hroch » 28. 04. 2011, 13:43

Děkuji všem za odpověď. Na tu optickou silikonovou vazelínu jsem narazil v jedné anglické publikaci, která se touto problematikou zabývala, ale nějak si pořád nedovedu představit jak to drží pokupě. Musí to být asi něčím dohromady stažené, protože jinak by to pospolu držet podle mě nemohlo. Naštěstí mám známé na nukleární medicíně u nás v Hradci, tak to s nimi zkusím prokonzultovat, že mě to blbce nenapadlo hned  :).

Pokud jde o účinnost plastových scintilátorů, tak ta je obecně horší. Musí se používat velkoobjemové prvky. Světelný výtěžek BGO který mám k dispozici, není také nijak závratně velký ve srovnání s NaI, ale dohání to brzdnou účinností díky obsahu těžkých prvků a tím potřeby daleko menšího objemu aktivního prostředí scintilátoru.
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Mikoš
Příspěvky: 23
Registrován: 18. 04. 2010, 21:44

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #21 od Mikoš » 13. 05. 2011, 22:21

Dobrý deň,
Zaujala ma stavba scintilačného detektoru. Vedeli by ste poradiť čo by sa dalo použiť ako scintilátor a zároveň sa to dá bežne zohnať? Dalo by sa použiť luminofor z výbojek alebo obrazoviek? Fungovalo by to s RTG kazetou?

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #22 od Miloš Hroch » 14. 05. 2011, 09:49

Na takto položenou otázku lze těžko odpovědět. Vhodnost konkrétního materiálu pro detekční účely záleží na druhu a energii záření, které má být detekováno. Takže to co je vhodné např. pro rtg záření, nemusí dobře fungovat pro beta částice nebo gama záření. Vezmu to tedy trochu zeširoka.

V základě lze scintilační materiály rozdělit na organické a anorganické, nebo na pevné a kapalné. Ty kapalné se využívají hlavně v analytické chemii a pro přenosné aplikace nemají příliš valný význam, proto je nebudu dále zmiňovat.

Z organických by pravděpodobněji nejsnáze a nejlevněji šel sehnat naftalen nebo antracen, ale jejich účinnost oproti anorganickým není příliš vysoká a navíc vzhledem k povaze materiálu nejsou vhodné pro záchyt částic s vysokou energií (nízké Z - atomové číslo). Další věcí je, že by bylo nutné z těchto látek vypěstovat čirý krystal.

Mezi pravděpodobně nejpoužívanější scintilační materiály patří anorganické a z nich hlavně iodid sodný aktivovaný thaliem NaI(Tl). Tato sloučenina má napři pro gamaspektroskopii nebo gamadozimetrii všechna nej, až na jednu zcela zásadní nevýhodu. Jedná se o velmi hygroskopickou látku, stačí aby došlo k porušení hermetického uzávěru krystalu a dojde k jeho postupné degradaci a totálnímu znehodnocení. Na druhou stranu z prodávaných anorganických scintilátorů jsou asi nejlevnější. I tak se jejich cena dle objemu pohybuje v řádu tisíců až desetitisíců korun. Nákup z druhé ruky bych příliš nedoporučoval a domácí výroba ze surovin asi také nebude nejlepší nápad vzhledem k vysoké toxicitě thalia a problémům s hermetizací krystalu.

Přehled základních parametrů běžných scintilačních materiálů lze nalézt např. zde: http://www.crytur.cz/pages/33/scintillation-materials-data Jsou to stránky firmy Crytur z Turnova, která tyto krystaly vyrábí a prodává, ovšem cena některých těchto materiálů je vskutku astronomická.

Pokud se vrátím k původnímu dotazu tak u moderních luminoforů co se dávaly např. do obrazovek si nejsem moc jistý. Jejich použití si dovedu dobře představit maximálně pro nenáročný pokus se spintariskopem. Ze starších materiálů tohoto druhu se dá využít třeba sulfid zinečnatý aktivovaný stříbrem ZnS(Ag), ten je citlivý na alfa částice. Mám s tímto materiálem postavený spintariskop a v úplné tmě lze adaptovaným okem vidět slabé záblesky při dopadu částic z některých nerostů. Jako experiment pro tento účel by nemuselo být špatné vyzkoušet luminofory, které uvádíte, ale je třeba počítat s tím, že pro seriózní účely nebude citlivost detektoru s tímto materiálem příliš vysoká vzhledem k tomu, že aktivní oblast pro záchyt částice bude velmi tenká. Obecně platí, že čím větší objem oblasti účinné pro záchyt kvanta, nebo brzdný koeficient materiálu (vysoké atomové číslo látky použité ve scintilátoru) tím lépe.


Celkem dobré počtení o základech detekce je např. zde:
http://astronuklfyzika.sweb.cz/DetekceSpektrometrie.htm#4
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Mikoš
Příspěvky: 23
Registrován: 18. 04. 2010, 21:44

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #23 od Mikoš » 20. 05. 2011, 21:40

Ďakujem, dúfam, že sa raz dostanem k takýmto pokusom.

Uživatelský avatar
Mikoš
Příspěvky: 23
Registrován: 18. 04. 2010, 21:44

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #24 od Mikoš » 23. 05. 2011, 22:23

Dobrý deň,
Ešte by som sa chcel opýtať: Dalo by sa nejako scintilačnou metódou detekovať neutróny?


Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #25 od Miloš Hroch » 27. 05. 2011, 22:32

Ano, jde to, metod je několik, ale v principu se trochu liší od běžných metod měření ionizujícího záření. Doporučuji projít si tento web, je toho tam spousta:

http://www.fusor.net/board/index.php?site=fusor
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #26 od Miloš Hroch » 16. 08. 2013, 21:48

Po více jak dvou letech opět přispěju do tohoto vlákna, protože jsem měl letos během dovolené čas zase otevřít jeden z hrobečků, který jsem měl ve skříni. Tentokrát to byl scintilační detektor částic. Abych to vzal popořádku i vzhledem k tomu co se tu řešilo.

Scintilační krystal BGO jsem provizorně spojil s okénkem fotonásobiče první věcí, která mi na stole padla pod ruku a to byla nějaká "noname" čirá silikonová vazelína a kus izolepy. Celé jsem to potom zalepil do silné černé fólie, obalil alobalem a celé ještě dal do černého pytlíku.

Jako fotonásobič je použita trubice koupená na eBay. Výrobce Hamamatsu, typ R1548 (http://html.alldatasheet.com/html-pdf/62686/HAMAMATSU/R1548/404/1/R1548.html). Je to dvouokénková trubice určená původně pro pozitronové emisní tomografy. Před zapojením to bylo nutné mírně předrátovat, protože byla dedikována pro negativní mód provozu, zatímco já potřeboval pozitivní.

Vysokonapěťový zdroj jsem postavil kolem CCFL měniče se zpětnou vazbou pro regulaci.

Trochu jsem se zapotil s předzesilovačem (CSA - charge sensitive amplifier). Vycházel jsem z tohoto zapojení http://www.qsl.net/k/k0ff/Preamps/AD841_CSA%5B1%5D.pdf, ale protože trpím obsesí, že to musí být vše TOP, tak jsem původní operační zesilovač AD841 nahradil jiným, superrychlým s velkou šířkou pásma no a poslední týden strávil hledáním příčiny proč zapojení nefunguje. Než mě kolega nakopl, že ten nový operační zesilovač je s proudovou zpětnou vazbou. Takže to ani fungovat nemohlo. Po ztrátě několika večerů času jsem tam dnes naletoval "bláto" (NE5534) co jsem koupil v GESu,  se stejným pinoutem jako byl ten můj původní AD8009, abych nemusel předělávat desku. Kupodivu to začalo okamžitě bez problémů fungovat.

Takto ten čurbes prozatím vypadá, ještě není vysoustružené pouzdro na PMT a elektronika je jen na stole.



Takhle vypadá záznam na osciloskopu. Jedná se o přirozené pozadí tvořené částicemi kosmického záření, draslíkem 40 a ostatními izotopy v prostředí.




Primární důvod stavby je měření nízkých aktivit a identifikace nuklidů (gamaspektrometrie kamení, vzorků životního prostředí, apod.), nicméně po modifikaci by to mohlo sloužit jako koincidenční detektor kosmického záření, speciálně s touto trubicí, která už je sama o sobě duální.
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Re: Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #27 od Miloš Hroch » 28. 01. 2017, 20:47

Tak po 5 letech, nesčetných hodinách času a o nákladech nemluvě dávám tento projekt po posledním neúspěchu definitivně k ledu. Pokud by měl někdo zájem, mohu poskytnout plány analogové části, ty už fungují zcela bez problémů. Nepodařilo se však uspokojivě data digitálně zpracovat. Pokud by měl někdo zájem o tu analogovou část, tak prosím piště na mail uvedený v mém profilu.
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Re: Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #28 od Miloš Hroch » 09. 07. 2017, 22:50

Tak naposledy jsem v tomto vlákně vyhrožoval, že s projektem definitivně končím. Nakonec mi to stejně nedalo a dotáhl jsem to do použitelného stavu a to hlavně díky italskému open source softwaru Theremino, kterým lze vyhodnocovat data padající z mého spektrometru. Kdo byl na jarním MHV, tak měl možnsot zařízení vidět na vlastní oči. Poslední asi 2 měsíce se gamma spektrometrií celkem dost bavím a dal jsem k tomu dohromady i web.

Obrázek

Asi nejzajímavější zásek poslední doby je změření kosmogenního Beryllia-7 v dešťové vodě. Be-7 vzniká v horních vrstvách atmosféry působením kosmického záření. Koncentrace tohoto radionuklidu v dešťové vodě je v řádu 10-16 gramu, takže změřit to je celkem slušná duchařina, jak dokazuje spektrum po odečtu pozadí uvedené dole. :shock:

http://www.scintillix.com/index.php?id= ... -rainwater

Obrázek

a něco z oblasti menších duchařin např. spektrum štěpných produktů v materiálu po výbuchu první jaderné bomby v Novém Mexiku:

Obrázek

Na řadě je ještě Cesium-137 v houbách, ale to budu muset nejdřív nějaké nasbírat :D .
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS

Uživatelský avatar
Cztwerec
Příspěvky: 5049
Registrován: 03. 02. 2007, 17:58
Bydliště: Břežany II.
Kontaktovat uživatele:

Re: Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #29 od Cztwerec » 10. 07. 2017, 09:26

Fakt zajímavé. To všechno sis vytvářel sám?
Dobrý seeing, to je oč tu běží... http://astrofotky.cz/~Cztwerec

Uživatelský avatar
Miloš Hroch
Příspěvky: 837
Registrován: 23. 09. 2005, 20:39

Re: Detekuj si zahraničního Protona->Muona

Příspěvek #30 od Miloš Hroch » 10. 07. 2017, 19:46

Ano vytvářel. Stálo to dost času a úsilí, ale nakonec se zadařilo ;). Teď ještě dořešit vzorkování signálu. Momentálně to stojí na externí zvukové kartě, která se ale musí vybrat z 5-10 kusů.
www.foto.astronomie.cz , hroch.m(Q)volny.cz , dobson 254/1200 mm, EQ6-Pro, Pentax 75 SDHF, astrograf 200/585 mm (f/2.9), CCD GII-8300, spektroskop MERIS


Zpět na “Praktická radioastronomie”

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 1 host